李欣蔚，迟原龙，贾冬英，缪 婷，黄 灏，姚 开*

（1.四川大学 轻纺与食品学院，四川 成都 610065；2.成都大学 师范学院，四川 成都 610106）

发酵火腿是以猪后腿为原料，在微生物和酶的作用下蛋白质和脂肪发生降解和转化，进而形成的具有特殊风味和色泽的一类传统肉制品。然而，发酵成熟后的火腿在贮藏过程中，其中的微生物会继续生长繁殖，从而导致火腿的腐败变质。研究表明，葡萄球菌、乳酸菌、霉菌等是导致火腿腐败的主要微生物[1-2]。不同种类食品防腐剂的抑菌谱不同，因此利用复合防腐剂的协同效应，可以有效抑制食品中多种微生物[3]。试验在考察了乳酸链球菌素、乳酸钠和聚赖氨酸等防腐剂对发酵火腿抑菌效果的基础上，研究了复合防腐剂对火腿的抑菌效果，确定了不同防腐剂复合的最佳配比，可为延长发酵火腿的保质期提供有效的防腐方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

发酵火腿由四川省剑阁县某火腿厂提供；乳酸链球菌素、聚赖氨酸和纳他霉素均由浙江银象生物工程有限公司提供；乳酸钠由河南金丹乳酸科技有限公司提供；脱氢醋酸钠由哈尔滨康源食品原料公司提供；其他均为国产分析纯或生化试剂。

1.2 仪器与设备

高压蒸汽灭菌器，恒温培养箱，无菌操作台等。

1.3 试验方法

1.3.1 火腿的防腐处理

（1）防腐液的配制：定量称取各防腐剂，分别用1.0%（v/v）乳酸溶液配制成不同浓度的防腐液。

（2）火腿的防腐处理：剔除火腿表面氧化层，取火腿的肌肉组织，分割成重约100g块状，分别将不同的防腐液定量（4.0mL）均匀喷洒于火腿肉块表面，真空包装后于37℃贮藏5d，采用平板菌落计数法检测样品的菌落总数（N），平行重复3次，取其平均值，以1.0%（v/v）乳酸溶液替代防腐液作为空白对照（N0），计算其抑菌率（IR）。

IR（%）=（N0-N）/N0×100

1.3.2 复合防腐剂配比的优选

采用3因子二次通用旋转设计试验，以复合防腐液中的乳酸链球菌素（A）、聚赖氨酸（B）和乳酸钠（C）的浓度作为自变量，以火腿的菌落总数作为响应值（Y），利用SAS 9.1软件建立复合防腐剂对火腿抑菌效果的响应面模型，并对其进行方差分析，经典型相关分析确定复合防腐剂的最佳配比。

采用MATLAB 7.0软件，绘制防腐剂交互作用的等高线图和响应面图，考查3种防腐剂之间的交互作用。

2 结果与分析

2.1 防腐剂对火腿的抑菌效果影响

不同浓度的防腐剂对火腿抑菌效果的影响如图1所示。可以看出，5种防腐剂的抑菌效果均随着其浓度的增加而增强，其中乳酸链球菌素、聚赖氨酸和乳酸钠的抑菌作用较强。究其原因，乳酸链球菌素对葡萄球菌、乳杆菌等革兰氏阳性菌具有很强的抑制作用；而聚赖氨酸具有更广的抑菌谱，对细菌、霉菌和酵母都有不同程度的抑制或杀灭作用[4-5]；乳酸钠通过降低肉制品的水分活度和阻碍微生物的代谢，可以抑制某些微生物的生长，对革兰氏阴性菌有较强的抑制作用[6]；脱氢醋酸钠和纳他霉素主要抑制霉菌和酵母菌的生长，由于火腿样品已剔除表面氧化层，霉菌数量已大为减少，故表现出其总的抑菌效果相对较差。

图1 不同防腐剂对火腿的抑菌效果影响Fig.1 Antibacterial effect of different preservatives on ham

2.2 复合防腐剂对火腿的抑菌效果影响

2.2.1 复合防腐剂最佳配比的确定

采用3因子二次通用旋转设计试验，考察不同配比复合防腐剂对火腿中微生物数量影响的结果见表1。可以看出，经复合防腐剂处理后，火腿中的微生物数量明显减少，且不同配比复合防腐剂的作用效果也存在一定差异。据此，利用SAS软件建立的复合防腐剂对火腿中微生物抑制效果的响应面模型为：

表1 3因子二次通用旋转设计及试验结果Table 1 Three-factor quadratic general rotary design and results

表2 响应面模型的方差分析结果Table 2 Analysis of variance for response surface model

所建立响应面模型的方差分析结果见表2。可以看出，二次项对火腿中微生物数量的影响极显著，一次项和交互项对火腿中微生物的数量的影响显著，失拟项不显著性，模型拟合达到极显著水平。偏回归系数的显著性检验结果表明，乳酸链球菌素与聚赖氨酸（p=0.026）、乳酸链球菌素与乳酸钠（p=0.011）之间存在显著的交互效应，而聚赖氨酸与乳酸钠之间的交互效应（p=0.13）不显著。由SAS软件RSREG过程可知，当乳酸链球菌素、聚赖氨酸和乳酸钠的浓度分别为0.495%、0.354%、2.17%（w/v）时，火腿的菌落总数有最小值（75cfu/g），表明该配比复合防腐剂的抑菌效果最佳。验证试验结果显示，采用最佳配比的复合防腐剂处理后火腿中的菌落总数为73cfu/g，模型误差为2.7%，说明该模型能较好地预测复合防腐剂对火腿的抑菌效果。

2.2.2 不同防腐剂交互作用对火腿中微生物数量的影响

为了观察两种防腐剂同时对火腿的抑菌作用的影响，可以对回归方程进行降维分析。固定一种防腐剂的浓度，得到另外2种防腐剂浓度对火腿中菌落总数Y值影响的交互效应方程：

用MATLAB7.0对以上方程绘图得到图2和图3。对乳酸链球菌素和聚赖氨酸交互效应方程进行计算可知，当乳酸链球菌素的浓度为0.382%（w/v）、聚赖氨酸的浓度为0.311%（w/v）时，火腿中的菌落总数达到最小值（78cfu/g）。从图2可以看出，当乳酸链球菌素的浓度小于0.382%（w/v）、聚赖氨酸的浓度小于0.311%（w/v）时，火腿中微生物的数量随着防腐剂浓度的增大而减少，这是由于两种防腐剂存在协同作用[8]；当乳酸链球菌素的浓度大于0.382%（w/v）、聚赖氨酸的浓度大于0.311%（w/v）时，微生物的数量随着防腐剂浓度的增大而增大。该结果与徐世明等[8]、张德权等[9]的研究结果基本一致。

对乳酸链球菌素和乳酸钠的交互效应方程进行计算可知，当乳酸链球菌素的浓度为0.404%（w/v）、乳酸钠的浓度为1.712%（w/v）时，火腿中的菌落总数达到最小值（78cfu/g）。从图3可以看出，当乳酸链球菌素的浓度小于0.404%（w/v）、乳酸钠的浓度小于1.712%（w/v）时，火腿中微生物的数量随着防腐剂浓度的增大而减少，这是由于两种防腐剂存在协同作用[10]；当乳酸链球菌素的浓度大于0.404%（w/v）、乳酸钠的浓度大于1.712%（w/v）时，火腿中微生物的数量随着防腐剂的浓度的增大而增大，产生该现象的原因还有待进一步研究。

图2 乳酸链球菌素与聚赖氨酸交互作用的等高线图和响应面图Fig.2 Response surface and contour plots of the interaction between nisin and polylysine

图3 乳酸链球菌素与乳酸钠交互作用的等高线图和响应面图Fig.3 Response surface and contour plots of the interaction between nisin and sodium lactate

3 结论

乳酸链球菌素、聚赖氨酸、乳酸钠、脱氢醋酸钠和纳他霉素均对发酵火腿中微生物具有一定的抑制作用，其中乳酸链球菌素、聚赖氨酸和乳酸钠的抑菌作用较强。复合防腐剂对发酵火腿具有更好的抑菌效果，当复合防腐液中乳酸链球菌素、聚赖氨酸、乳酸钠的浓度分别为0.495%（w/v）、0.354%（w/v）、2.17%（w/v）时，其抑菌效果达到最佳，火腿中的菌落总数由初始时的3960cfu/g降为73cfu/g，模型的误差为2.7%，表明所建立的响应面模型能较为准确地预测复合防腐剂对发酵火腿的抑菌效果。

[1]甄宗圆.金华火腿微生物区系研究[D].重庆：西南农业大学硕士学位论文，2004.

[2]李平兰，沈清武，吕燕妮，等.宣威火腿成熟产品中主要微生物菌相构成分析[J].中国微生态学杂志，2003，15（5）：262-263.

[3]徐幸莲，吕凤霞，冯东岳.Nisin、乳酸钠和微波对盐水鸭货架期的影响[J].食品工业科技，2000，21（6）：39-41.

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[10]TAKAHASHI H,KASHIMURA M,MIYA S,et al.Effect of paired antimicrobial combinations onListeria monocytogenesgrowth inhibition in ready-to-eat seafood products[J].Food Control，2012，26：397-400.